[科普中国]-铜损

简介变压器铜损是电流通过原副绕组时，在原副绕组的电阻上所消耗的功率，由于PCu与I2有关，因此铜损又叫可变损耗。只要保证原副绕组的电流不变，所测铜损即为不变损耗。1

变压器设计中的一个重要指标，就是使变压器中的功率损耗为最小或在允许范围之内，变压器中的功率损耗一般分为两类：铜损和铁损。2

铜损表

铜损表是用来计量变压器的铜线圈的损耗，它是随着负荷电流变化的，铜损功率是和负荷电流的平方成正比。因此铜损表的基本结构应满足转盘的转速 ，其原理接线图右图所示。在单相电能表的电流铁芯上绕一个线径粗而匝数少的电流线圈N2，在电压铁芯上绕一个线径较细匝数较多的电流线圈N1，在电压铁芯上绕一个线径较细、匝数较多的电流线圈N1，并把这两组电流线圈并联起来，串入负载的电流回路中去，在线圈 N2中还串一个小电阻r，以调节 I1和I2的比例达到设计要求。3

从图，I1和I2线圈两组是并联的，所以I1和I2 均和负荷电流I是成正比， 而且1和2的相角差是一个固定的小角，所以转盘的转速为：

经过记录器的累计转盘的转速可达到和被计量的变压器铜损成正比的铜损电量，铜损表的常数为转数/(安·时) [r/(A·h)]。3

影响因素开关频率开关频率对变压器铜损的影响，不能简单地定义为增大或减小，而是与变压器的分布参数以及负载特性有直接的关系，在负载特性与分布参数一起呈感性特性时，铜损随开关频率的提高而减小；一起呈容性特性时，铜损随开关频率的提高而增大，当一起呈谐振特性时，铜损最大。4

电流大小高频时，从电流幅值角度看，当变压器计及分布参数和负载参数一起呈感性特性时，铜损近似与 成反比关系；当变压器计及分布参数和负载参数一起呈容性特性时，铜损近似与 成正比关系；当变压器计及分布参数和负载参数一起呈谐振特性时，铜损最大。4

线圈层数线圈层数越多，损耗越大。4

铜损与铁损关系变压器在空载运行时，铁芯中主磁通的大小是由绕组端电压决定的。因此，当在变压器原边（或副边）加以额定电压时，铁芯中的主磁通达到了变压器额定工作时的数值，这时铁芯中的功率损耗（铁损），也达到了变压器额定工作状态下的数值，因此，变压器空载时，原边（或副边）的输入功率可以认为全部是变压器的铁损。5

在做短路试验时，一般将低压绕组短路，在高压绕组施以试验电压，使在额定分接档，原边电流达到额定值而副边电流也达到了额定值，这时变压器的铜损相当于额定负载时的铜损。因为变压器副边短路，因此，铁芯中的工作磁通比额定工作状态时要小得多，铁损可以忽略不计，这时变压器没有输出，所以，短路试验的全部输入功率，基本上都消耗在变压器原、副绕组的电阻上，这就是变压器的铜损。5